[发明专利]一种高温高压超重力加氢反应器及应用

权利要求书

1.一种高温高压超重力加氢反应器，包括电机（1）、主轴（2）、转子（3）和壳体（4）；所述电机（1）输出端的主轴（2）穿过壳体（4）底部伸入到壳体内，所述转子（3）固定在主轴（2）上部；其特征在于：所述超重力加氢反应器还包括旋转盘（14）和进料腔（7）；所述旋转盘（14）与主轴（2）顶端固定连接，所述进料腔（7）设置在壳体（4）的上部，其下端伸入到壳体（4）内并设置在旋转盘（14）正上方，进料腔（7）下端面上设有进料腔出口（6）；所述进料腔（7）内设有超声探头（11）， 进料腔（7）上设有第一气体入口（10）、液体入口（8）和催化剂入口（9）；所述壳体（4）下部设有气液出口（15）；

所述旋转盘为多层等距均分旋转盘，层数为2-100，除最底层旋转盘外，其它多层旋转盘中心设有进料孔，从上到下每层进料孔孔径等间距缩小；

所述壳体（4）侧面还设有第二气体入口（13）。

2.根据权利要求1所述超重力加氢反应器，其特征在于：所述壳体（4）上部还设有气体出入口（12）。

3.根据权利要求1所述超重力加氢反应器，其特征在于：所述转子（3）内装载的固体可以为散装的球形、三叶草、圆柱、马鞍形催化剂，或整体结构式泡沫金属，或整体结构式堇青石，或整体结构式丝网催化剂。

4.一种如权利要求1-3中任一所述超重力加氢反应器的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、开动超重力加氢反应器电机（1），带动旋转盘（14）旋转，同时打开进料腔（7）中的超声探头（11）；

S2、将氢气和液体物料输入进料腔（7）内的进行气液两相高效混合，使难溶性氢气在液相中分散成大量的纳微米气泡，氢气在液相中的溶解度达到过饱和，形成气液混合物；

S3、将气液混合物自进料腔（7）的下端喷射到旋转盘（14）上，利用旋转盘（14）上的离心力将气液混合物甩到转子内缘并流经转子（3），在高速旋转的转子填料内发生反应；或与装载在转子内部的固体催化剂接触，发生气液固三相催化反应；或者从超重力加氢反应器催化剂入口补充纳微米催化剂，发生气液拟均相催化反应。

5.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，液相与气相在标准状态下的体积比为1:1-1:1000。

6.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，液相料液的粘度为≧500mPa·s。

7.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，所述纳微米气泡尺寸控制在30nm -300μm。

8.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S2中，有效气液混合比为5-90%。

9.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述转子的转速为10-2800rpm。

10.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述转子内发生的反应温度为常温-650℃，压力控制在常压-25MPa。

11.根据权利要求10所述的应用方法，其特征在于：反应温度和压力的范围分别为常温-500℃，压力为常压-10Mpa。

12.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，液相体积空速控制在0.2-100 h^-1。

13.根据权利要求12所述的应用方法，其特征在于：液相空速范围为1-50 h^-1。

14.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：步骤S3中，所述纳微米催化剂包括贵金属催化剂、碳材料催化剂或生物酶催化剂。

15.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：所述纳微米催化剂选自贵金属催化剂或碳材料催化剂。